作為流體(tǐ)精密計量與(yǔ)投加的理想(xiang)設備，計量泵(beng)如今已被廣(guang)泛地應用于(yu)包括制藥、食(shi)品飲料和石(shi)油化工行業(yè)在内的各個(gè)領域，在工藝(yì)過程擔負着(zhe)⛷️強腐❓蝕性、毒(du)害性、高🔴粘性(xing)和高壓介質(zhi)的計量添加(jia)任務。經過超(chao)過半個世紀(jì)的實👈踐應用(yòng)和技術改進(jìn)，現在計量泵(bèng)已經進入其(qi)高速增長期(qi)。現在，成熟的(de)⚽動力驅動方(fang)式和液體輸(shu)送端(泵頭)材(cái)料技術使得(de)㊙️新型計量泵(beng)🏃🏻‍♂️幾⛹🏻‍♀️乎可以完(wán)成輸送任何(hé)常規和特殊(shū)介質的要求(qiu)，其工作壓力(li)和容量亦能(néng)滿足工業生(sheng)産的絕大多(duō)數要求。

　　随着(zhe)人們對生産(chǎn)工藝過程指(zhǐ)标和自動化(hua)程度要求的(de)普👨‍❤️‍👨遍✂️提高，作(zuo)為化學藥劑(ji)計量和添加(jiā)環節的最終(zhōng)執行機構⛱️，計(ji)量泵的😍安全(quan)性和可控制(zhi)性變得日益(yi)重要起來。石(shí)油化工等行(hang)業向來以生(shēng)産過程的高(gao)度自🔞動化而(er)著稱，也是集(jí)散式、分布式(shi)和智能☔式計(ji)算機控制系(xì)統應用🚩最廣(guǎng)泛的領域之(zhi)一，因而🌈要求(qiú)與之相配套(tào)的執行器——計(ji)🌈量泵亦要具(jù)備靈活多樣(yàng)的控制模式(shì)，可以方便地(di)與計算機系(xi)統構成各種(zhǒng)控制回路，實(shí)現更複雜更(geng)精确的過🥵程(chéng)控制。為順應(ying)這一新的趨(qū)勢，國🚩際上著(zhe)名的計量泵(bèng)制造商☀️如德(de)國普羅名特(te)🍉公司在保證(zheng)其産品傳統(tong)性能繼續領(lǐng)先世界的同(tong)時，借助于嵌(qiàn)入式微處理(li)器系統，将多(duō)種調節控制(zhi)功能和數據(jù)通訊協議整(zheng)合到計量泵(bèng)中，真正實現(xian)了從沖程頻(pin)率到沖程長(zhǎng)度的雙維調(diao)節，使其産♈品(pin)成為世界首(shǒu)創的🐕智能精(jīng)密計量泵。

　　二(èr)、計量泵的基(jī)本工作原理(li)

　　衆所周知，計(ji)量泵主要由(you)動力驅動、流(liú)體輸送和調(diao)節控制三部(bu)分組成。動力(li)驅動裝置經(jing)由機械聯杆(gǎn)系統帶動流(liú)體輸送隔膜(mó)(活塞)實現往(wang)複運動：

　　隔膜(mó)(活塞)于沖程(chéng)的前半周将(jiang)被輸送流體(ti)吸入并㊙️于後(hou)半周🈚将流體(ti)排出泵頭；所(suǒ)以，改變沖程(cheng)的往複運動(dòng)頻率或每一(yi)次往複運動(dong)的沖程長度(du)即可達🚩至調(diào)節📧流體輸送(song)量之目的。精(jing)密的加工精(jing)度保證了每(mei)次泵出量進(jin)而實現被輸(shū)送介質的精(jīng)密計量。因其(qi)動力驅動和(he)流體輸👈送方(fāng)式的不同，計(jì)量泵可💃以大(dà)緻劃分🚶‍♀️成柱(zhu)塞式和隔膜(mó)式兩大種類(lei)。

　　2.1、柱塞式計量(liang)泵

　　主要有普(pǔ)通有閥泵和(hé)無閥泵兩種(zhǒng)。柱塞式計量(liàng)泵👈因其結構(gòu)簡單和耐高(gao)溫高壓等優(yōu)點而被廣泛(fan)應用于✍️石油(yóu)化工領域🐕。針(zhen)對高粘度介(jie)質在高壓力(li)工況下普通(tōng)柱塞✍️泵的不(bu)🚶足，一種👉無閥(fa)旋轉柱塞式(shì)計💔量泵受到(dao)🏃‍♀️愈來愈多的(de)重視，被✌️廣泛(fàn)應用㊙️于糖漿(jiāng)、巧克力和石(shí)油添加劑等(děng)高粘度介質(zhì)的計量添加(jia)。因💋被計量介(jie)質和泵内潤(run)滑劑之間無(wú)法實現完全(quán)隔離這一結(jie)🈲構性缺點，柱(zhù)塞式計量泵(bèng)在高防污染(rǎn)要求流體計(jì)量應用中✂️受(shòu)到諸多限制(zhì)。

　　2.2、隔膜式計量(liang)泵

　　顧名思義(yì)，隔膜式計量(liang)泵利用特殊(shu)設計加工的(de)柔性隔膜取(qǔ)代活塞，在驅(qu)動機構作用(yòng)下實現往複(fú)運動，完成吸(xī)入-排出過程(cheng)。由于隔膜的(de)隔離作用，在(zài)結構上真❤️正(zhèng)實現了被計(jì)量流體與驅(qu)動潤滑機構(gòu)之間的隔離(li)。高科技的結(jie)構設計🈚和新(xin)型材❓料的選(xuan)用👈已經大大(dà)提高了隔膜(mo)的使用壽命(ming)，加上複合材(cai)料優異的耐(nài)腐蝕特性，隔(ge)膜式計🙇‍♀️量泵(beng)目前已經成(chéng)為🏃‍♂️流體計量(liàng)應用中的主(zhǔ)力泵型。在隔(gé)膜式計量泵(beng)家族成員裡(lǐ)，液力驅動🔞式(shi)隔膜泵由于(yú)采用了液壓(ya)油均勻地驅(qū)👅動隔膜，克服(fu)了機械直接(jiē)驅動方式🥰下(xia)泵隔膜受力(li)過分集中的(de)缺點，提升了(le)隔膜壽命和(hé)工作壓力上(shang)限。為了克服(fu)單隔膜式計(jì)量泵可能出(chu)現的因📧隔膜(mó)破損而造成(chéng)的工作故障(zhàng)，有的計量泵(bèng)配備了隔膜(mó)破損傳感器(qì)，實現隔膜破(po)裂時自動連(lian)鎖保護；具有(yǒu)雙隔膜結構(gòu)泵頭的計量(liàng)進一步提高(gao)了其安全性(xìng)，适合對安全(quán)保護特别敏(mǐn)感的應用場(chǎng)合。

　　作為隔膜(mó)式計量泵的(de)一種，電磁驅(qū)動式計量泵(bèng)以電磁鐵産(chan)生脈動驅動(dòng)力，省卻了電(diàn)機和變速機(ji)構，使得系統(tǒng)小巧緊湊，是(shì)小量程低壓(yā)計量泵的重(zhong)要✏️分支。

　　現在(zài)，精密計量泵(bèng)技術已經非(fēi)常成熟，其流(liú)體計量輸送(song)能力最大可(ke)達0-100，000l/h，工作壓力(li)最高達4000 bar，工作(zuò)範圍覆♊蓋了(le)工業生産所(suo)有領域的要(yào)求。

　　三、計量泵(beng)的控制

　　計量(liàng)泵每一次的(de)流體泵出量(liàng)決定了其計(ji)量容量。在一(yi)定♍的🍓有效隔(ge)膜面積下，泵(bèng)的輸出流體(tǐ)的體積流量(liàng)正比與沖程(chéng)長🙇🏻度L和沖程(chéng)頻率F：V∝A*F*L

　　在計量(liàng)介質和工作(zuo)壓力确定情(qíng)況下，通過調(diao)節沖程長度(du)L和沖程頻率(lǜ)F即可實現對(duì)計量泵輸出(chu)的雙維調節(jiē)。

　　盡管沖程長(zhang)度和頻率都(dou)可以作為調(diào)節變量，但在(zai)工程應用中(zhong)一般将沖程(chéng)長度視為粗(cū)調變量，沖程(cheng)頻率為細調(diao)變☔量：調節沖(chong)程長度至一(yī)定值，然後通(tong)過改變其頻(pín)率實現精細(xi)調節🏃🏻‍♂️，增加調(diao)節的靈活性(xing)。在相對簡單(dan)的應用場合(hé)，亦可👄以手動(dong)設置沖程長(zhǎng)度，僅将沖程(cheng)頻率作為調(diào)節變量，從而(er)簡化系統配(pei)置。

　　3.1、常規模拟(nǐ)/開關信号調(diào)節方式

　　過程(cheng)控制應用中(zhong)廣泛采用0/4-20mA模(mo)拟電流信号(hao)作為傳☁️感✨器(qi)、控制器🆚和執(zhí)行機構間信(xìn)号交換的标(biao)準，具有外控(kòng)功能的計量(liàng)泵亦主🆚要采(cǎi)用這種方式(shi)，實現對👈沖程(chéng)頻率和沖程(cheng)頻率的外部(bù)調節。

　　位置式(shi)伺服機構是(shì)實現沖程長(zhang)度調節的最(zui)普遍方法。一(yi)體化的伺服(fú)機構被設計(jì)成能夠直接(jiē)接受來自調(diao)節器或計算(suàn)機的0/4-20mA控制信(xìn)号，從而自動(dong)調節沖程長(zhǎng)💘度在0-100%範圍内(nèi)變化。

　　相對而(ér)言實現沖程(cheng)頻率調節的(de)方法比較多(duo)樣，主要有變(biàn)頻電機控制(zhì)和直接繼電(dian)觸點控制兩(liang)種。經由0/4-20mA電流(liu)信号控🤩制的(de)變頻調速器(qì)驅動計量泵(beng)電動♌機按所(suo)需速度運行(háng)，從📐而實現沖(chong)程頻率的調(diao)節。對于電磁(ci)驅動和部分(fèn)電機驅動的(de)計量泵，亦可(kě)以利用外部(bù)觸點信号來(lái)調節沖程頻(pin)率。

　　3.2、基地式控(kòng)制方式

　　在某(mou)些特殊場合(hé)，如ph值調節，計(jì)量泵作為執(zhi)行器，在⭐調節(jie)器的控制下(xia)添加酸或堿(jian)。為簡化系統(tǒng)配置和提高(gāo)可靠性，以微(wei)處理器🌈為核(he)心的嵌入式(shì)控制系統被(bèi)直接集成👄到(dào)計量泵内，如(ru)此隻需外接(jiē)一支pH傳🌍感器(qì)，即可構成完(wan)整的調節系(xi)統。這種基地(di)式智能♌計量(liàng)泵概念也适(shì)用于控制其(qí)它工藝參數(shu)，如氧化還原(yuan)電位(ORP)和餘👉氯(lü)濃度調節等(deng)🔴應用場合。

　　3.3、設(she)定程序式控(kong)制

　　由于内部(bu)集成了微處(chù)理計算機，一(yī)些計量泵産(chan)品的調控性(xìng)能和操作性(xing)能得到了充(chong)分提升，在跟(gēn)随外部🌈控制(zhi)命令實現實(shi)時計量流量(liang)調節之外，還(hai)具有定量添(tiān)加，時間序列(lie)觸發程🏃‍♀️序式(shì)添加，事件序(xù)列觸發程序(xu)式添加，時間(jian)-事件混合觸(chù)發程序式添(tian)加❗和自動校(xiào)正等多種工(gōng)作模式，并可(kě)以提供以泵(beng)出流體總量(liang)，剩餘💛沖程次(ci)數和待輸送(sòng)流體容量♍，設(shè)定沖程長度(du)和其它相關(guan)的計量泵工(gong)作參數等有(you)用㊙️信息。

　　時間(jian)序列觸發程(chéng)序式工作方(fang)式令計量泵(bèng)完全依據實(shí)時時鐘，按預(yu)先規劃的任(rèn)務清單，在指(zhi)定時刻按設(shè)🆚定的沖程次(ci)數或時間定(dìng)量添加工作(zuo)介質，時間可(ke)以以每小時(shi)，天，工作日，公(gōng)休日，一🌍周和(he)二周為周期(qī)靈活設定；而(ér)事件序列觸(chu)發程序式工(gong)作方式令計(jì)量泵完全依(yī)據實時📞觸發(fa)事件，按預先(xiān)規劃的🌈任務(wù)清單，在特🤟定(dìng)事件發生時(shi)(觸點輸入)按(àn)設定的沖程(chéng)次數或時間(jiān)定量添加工(gōng)作介質。以上(shang)兩種方式可(ke)以有機混合(hé)，完💁成更複雜(za)的時間🏃🏻‍♂️-事件(jian)混合觸發工(gong)作模式。最多(duo)可設定81個事(shi)件。

　　一個簡單(dan)的例子是冷(lěng)卻塔循環水(shuǐ)消毒滅藻系(xi)統。消毒劑以(yǐ)特🔴定濃度根(gen)據補充水流(liu)量比例添加(jiā)；并按工藝要(yào)求，在🔴比例添(tiān)加🥰過程當中(zhong)，每周還應脈(mò)沖🥵式大劑量(liang)添加一次消(xiao)毒劑(如設定(ding)在周五12-04時)，并(bing)要✏️求此時暫(zan)停比例添加(jia)作用。整個編(bian)程十分簡捷(jié)，令複雜多變(bian)的流體添加(jiā)任務得以輕(qīng)松🈲而精确地(di)實現。

　　3.4、現場總(zong)線ProFibus控制方式(shì)

　　在石油化工(gōng)等大規模高(gāo)自動化成度(du)的應用場合(he)，利用數字🔅通(tōng)訊協議進行(hang)自動化設備(bei)之間數據的(de)高速㊙️傳輸進(jin)而組成網絡(luò)式控制系統(tong)，容量大，可靠(kào)❄️性高，已成為(wéi)發展的主流(liú)。繼二🧑🏾‍🤝‍🧑🏼十世紀(ji)💰九十年代初(chū)被納入德☀️國(guó)DIN标準後，現場(chǎng)總線ProFibus于九十(shí)年代末又成(cheng)🈲為歐洲标準(zhun)(EN50170)，在世界範圍(wéi)内得到廣泛(fan)采用，已成為(wei)㊙️現場總線技(ji)術中代表性(xing)協議之一。

　　現(xiàn)場總線ProFibus由三(sān)種形勢組成(cheng)。ProFibus-DP，ProFibus-PA和ProFibus-FMS。其中ProFibus-DP(Decentralized Periphery)定義(yì)為分散型外(wài)圍🌈設備現場(chǎng)總線，系專門(men)為過程控制(zhì)系統與分散(san)的外圍設備(bei)之間高速數(shu)據信息交換(huàn)而設計的🔞。其(qi)傳輸介質為(wéi)雙絞線或光(guāng)纖🍉聯接的RS485傳(chuan)輸制式，波特(te)率9.6-12Mb/s，系統構成(cheng)成本低，高速(sù)可靠。

　　現場總(zǒng)線ProFibus指令集精(jīng)簡凝練，編程(chéng)非常方便。具(jù)有現🈲場總線(xian)ProFibus通💜訊功能的(de)計量泵，在具(jù)有所有手動(dòng)調節功能的(de)同時，可以方(fang)便地溶入高(gao)級的如👅集散(san)式計算機控(kòng)制系統中，使(shǐ)其各種功能(néng)得以更充分(fèn)地發揮，已經(jing)成為現代精(jīng)密計量泵的(de)佼佼者。普羅(luo)名特公司計(ji)量泵家族中(zhong)即有三大系(xì)列數♍十個型(xíng)号的産品配(pèi)置了現場總(zong)線功能。

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